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      電化學中的交流阻抗系統,你知道多少?

      更新時間:2020-04-07瀏覽:4449次
        交流阻抗系統是電化學工作站的一大工作原理,在使用電化學工作站時,很多的實驗工作都會牽涉到交流阻抗法,那么交流阻抗法到底是什么?它的實現原理和工作方法是什么?下面讓我們來了解一下。
       
        交流抗阻
       
        交流阻抗也叫做電化學阻抗譜(ElectrochemicalImpedanceSpectroscopy,簡寫為EIS),早期的電化學文獻中稱為交流阻抗(ACImpedance)。阻抗測量原本是電學中研究線性電路網絡頻率響應特性的一種方法,引用到研究電極過程,成了電化學研究中的一種實驗方法。
       
        交流抗阻法的原理與實現方法
       
        交流阻抗法(alternatingcurrentimpedance,ACimpedance)阻抗測量原本是電學中研究線性電路網絡頻率響應特性的一種方法,引用到研究電極過程,成為電化學研究中的一種實驗方法??刂仆ㄟ^電化學系統的電流或電勢在小振幅的條件下隨時間按正弦規律變化,同時測量相應的系統電勢或電流隨時間的變化,此時電極系統的頻響函數就是電化學阻抗。通過阻抗可以分析電化學系統的反應機理、計算系統的相關參數。交流阻抗法是一種以小振幅的正弦波電位(或電流)為擾動信號,益加在外加直流電壓,并作用于電解池,通過測童系統在較寬頻率范圍的阻抗譜,獲得研究體系相關動力學信息及電極界面結構信息的電化學測量方法。對于一個電解池系統,當在電極兩端施加一定電壓時,陰陽極會構成一個回路,在這個回路中,電子和離子的傳遞受到一定的阻力的作用,包括:溶液的阻力,電極的阻力。而這些阻力正好可以用電阻R進行表征。再者,在電極和溶液界面上,兩相中的剩余電荷會引起靜電相互作用,以及電極表面與溶液中的各種粒子(溶劑分子、溶劑化了的離子和分子等)的相互作用。
       
        交流阻抗法的主要實現方法是,控制電化學系統的電流在小幅度的條件下隨時間變化,同時測量電勢隨時間的變化獲取阻抗或導納的性能,進而進行電化學系統的反應機理分析及計算系統的相關參數等。交流阻抗譜可以分為電化學阻抗譜(EIS)和交流伏安法。EIS探究的是某一極化狀態下,不同頻率下的電化學阻抗性能。
       
        交流抗阻法的作用與應用
       
        由于采用小幅度的正弦電勢信號對系統進行微擾,電極上交替出現陽極和陰極過程,二者作用相反,因此,即使擾動信號長時間作用于電極,也不會導*化現象的積累性發展和電極表面狀態的積累性變化。因此EIS是一種“準穩態方法”。通過EIS,我們一般可以分析出一些表面吸附作用以及離子擴散作用的貢獻分配,電化學系統的阻抗大小、頻譜特性以及電荷電子傳輸的能力強弱等等。
       
        在高精度交流阻抗系統、各類電化學工作站中都應用了交流抗阻法來實現實驗供電等功能。
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